Hace poco, se lanzó un cargador de 65W basado en tecnología GaN, presentado junto con el Xiaomi 10. Su lanzamiento generó un gran interés por esta tecnología en el mercado. Posteriormente, las acciones de varias empresas relacionadas con cargadores de GaN aumentaron drásticamente de precio.

  Los cargadores de GaN seguirán apareciendo en los lanzamientos de nuevos teléfonos móviles. A medida que la tecnología GaN se vuelva más popular en la industria de los dispositivos electrónicos de consumo, el costo de diseño y fabricación de los chips de GaN disminuirá rápidamente, lo que fomentará aún más su uso en el mercado.

  Según Xiaomi, su cargador de tipo C de 65W está equipado con un chip de reconocimiento inteligente, lo que le permite ser compatible con la mayoría de los smartphones del mercado, ordenadores portátiles con conexión Type-C y otros dispositivos electrónicos. Este cargador tan potente ocupa solo la mitad del espacio de un cargador tradicional con la misma potencia, y ofrece ventajas como su tamaño reducido, alta eficiencia y baja generación de calor. El material que hace posible todas estas ventajas es el nitruro de galio.

  Sin embargo, no se trata del primer cargador de GaN en el sector de los teléfonos móviles. En octubre del año pasado, OPPO lanzó el Reno Ace, equipado con un cargador de 65W basado en tecnología GaN. Se trata de la primera vez que este material semiconductor de tercera generación se utiliza en un cargador rápido incluido originalmente en un teléfono móvil. OPPO fue también la primera empresa del mundo en incorporar esta tecnología en sus cargadores para teléfonos móviles. Esto marcó la entrada oficial de la tecnología GaN en el mercado de los cargadores originales para teléfonos.

  Actualmente, además de OPPO y Xiaomi, empresas como Huawei, Samsung y Apple también planean lanzar cargadores que utilicen tecnología GaN. Cabe mencionar que, en la feria CES de Estados Unidos del mes pasado, hubo hasta 66 modelos de cargadores basados en GaN, con capacidades de 18W, 30W, 65W y 100W, además de nuevos tipos de estaciones de carga que satisfacen las necesidades de carga de teléfonos, tablets y ordenadores portátiles. Esto demuestra que la tecnología de carga rápida basada en GaN ya está madura y es reconocida por la mayoría de los fabricantes.

  Según el informe “Análisis profundo del mercado de cables de carga para teléfonos móviles y estrategias de desarrollo para 2020-2025” elaborado por el Instituto de Investigación Industrial Zhongyan, a medida que los cargadores de GaN ganan popularidad entre los consumidores y su producción aumenta, los costos disminuyen. Es probable que estos cargadores se conviertan pronto en un componente estándar en los nuevos teléfonos móviles, y podrían convertirse en otro producto exitoso en el sector de los dispositivos electrónicos de consumo, después de los auriculares TWS.

  Se dice que el año 2020 será el año en que la tecnología GaN experimente un gran crecimiento. Según Yole, en 2018 el mercado nacional de componentes electrónicos basados en GaN tenía un valor de aproximadamente 120 millones de yuanes, y todavía se encontraba en una fase inicial de desarrollo. Pero se espera que este mercado siga expandiéndose, y bajo perspectivas optimistas, para el año 2023 su valor podría llegar a los 424 millones de dólares.

  El GaN es, en esencia, un nuevo tipo de material semiconductor. Su nombre en chino es 氮化镓, y en inglés es Gallium nitride; su fórmula química es GaN. Se trata de un compuesto de nitrógeno y galio, y es un semiconductor con banda directa, además de ser un material semiconductor con ancho de banda amplio.

  El GaN es un representante típico de los materiales semiconductores de tercera generación (es decir, semiconductores compuestos). En comparación con los materiales semiconductores de primera generación como el silicio y el germanio, y con los de segunda generación como el arseniuro de galio y el indio fosfuro, los materiales semiconductores de tercera generación (incluyendo el GaN, el silicio carburo y el óxido de zinc) pueden soportar voltajes más altos, funcionar a frecuencias más elevadas, lograr mayores densidades de potencia, y poseen características como resistencia a altas temperaturas, resistencia a la corrosión, resistencia a las radiaciones y un ancho de banda amplio. Por ello, tienen un amplio potencial de aplicación en campos como la electrónica de potencia de alta frecuencia y alta potencia, y las microondas de radiofrecuencia.

  La tecnología GaN está madurando, y su uso en la tecnología de carga rápida USB PD ya es muy común. Esta tecnología permite que los cargadores tengan mayor potencia mientras su tamaño disminuye, lo que garantiza su portabilidad.

  Al hablar de la tecnología GaN, no se puede dejar de mencionar la tecnología de chips de potencia que la sustenta, así como los tres principales fabricantes de estos chips. Estas empresas son Power Integration, Inc., Navitas y Innoscience.

  1. Power Integration, Inc., con sede en Silicon Valley, Estados Unidos, es una empresa con más de treinta años de experiencia, especializada en la gestión y control de fuentes de alimentación de alta tensión, y proveedora de componentes electrónicos de alto rendimiento y soluciones de alimentación. La calidad de sus productos y su marca gozan de gran reconocimiento a nivel mundial. Los circuitos integrados y diodos desarrollados por PI permiten crear fuentes de alimentación AC-DC compactas y de alta eficiencia para una gran variedad de dispositivos electrónicos, como dispositivos móviles, televisores, ordenadores personales, electrodomésticos, medidores inteligentes y luces LED.

  En septiembre de 2019, OPPO lanzó un cargador de 65W basado en la tecnología SuperVOOC 2.0 y utilizando GaN. Fue la primera vez que una marca de teléfonos móviles incluyó este tipo de cargador como opción estándar. Para ello, utilizó chips de GaN de la serie PowiGaN de PI. Para ese momento, PI ya había enviado más de un millón de chips PowiGaN, lo que la convierte en el fabricante con el mayor volumen de envíos hasta la fecha.

  2. Navitas cuenta con un equipo de expertos en semiconductores de alta potencia, y su conjunto de herramientas de diseño AllGaN permite integrar en un único chip los mejores chips GaNFET junto con circuitos lógicos y analógicos. Esto permite ofrecer fuentes de alimentación más pequeñas, de mayor eficiencia y a menor costo para los mercados de dispositivos móviles, consumo, empresarial y energías renovables.

  3. Innoscience es la única empresa china que fabrica chips de GaN basados en silicio. En el contexto de la actual guerra comercial entre China y Estados Unidos, ha recibido mucha atención por parte de otros fabricantes, y se espera que tenga un gran potencial de desarrollo. La empresa cuenta con dos centros de investigación y producción de chips de GaN basados en silicio de 8 pulgadas en Zhuhai y Suzhou. Su línea de productos incluye una serie completa de chips de GaN, y cuenta con laboratorios propios dedicados al análisis de fallos y a la garantía de calidad. Actualmente, más de 10 empresas han utilizado sus chips de alta tensión para desarrollar productos de carga rápida y ponerlos en producción en masa. Aunque Innoscience comenzó más tarde, tiene grandes ventajas en aspectos clave como su modelo de negocio (IDM), la avanzada tecnología de fabricación, la variedad de productos y la distribución de capacidad de producción, por lo que su futuro desarrollo es muy prometedor.

  Actualmente, se espera que los cargadores de GaN, que han ganado gran atención entre los consumidores, sigan apareciendo en los lanzamientos de nuevos teléfonos móviles. A medida que la tecnología GaN se vuelva más popular en la industria de los dispositivos electrónicos de consumo, el costo de diseño y fabricación de los chips de GaN disminuirá rápidamente, lo que fomentará aún más su uso en el mercado.

  En la cadena de valor de la carga rápida, la parte superior incluye el diseño de soluciones de carga rápida, así como materias primas o componentes electrónicos como GaN, condensadores, conectores, mazos de cables e interfaces de carga. La parte intermedia comprende módulos de carga, chips de carga rápida, chips de gestión de alimentación, celdas de batería y paquetes de celdas. La parte inferior corresponde a las diversas aplicaciones de carga.

  Para obtener más análisis profesionales sobre este sector, consulte el informe “Análisis profundo del mercado de cables de carga para teléfonos móviles y estrategias de desarrollo para 2020-2025” elaborado por el Instituto de Investigación Industrial Zhongyan.

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